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工业级光纤收发器的"附加属性"功能介绍

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光纤收发器怎样扩展链路?单多模转换、中继与WDM的区别

浏览次数: 飞畅科技原创 作者:飞畅科技技术团队

现有多模光缆接不到新建的单模线路,或者纤芯不够、距离又超出原设备的光学条件,能不能靠一个“转接头”解决?一般不能。单多模转换、中继与波分复用分别处理不同问题:前者改变两段光接口条件,中继重新接收并发出信号,波分复用让不同波长共用光纤。它们可以组成方案,但不能用“附加属性”四个字掩盖所需设备与匹配条件。

先区分三种扩展需求

若问题是两段光纤类型不一致,需要合适的光到光转换结构;若问题是某段链路损耗超预算,需要重新选择光学配置或设置有供电的中间节点;若问题是可用纤芯不足,才考虑单纤双向或波分复用。端口不足、VLAN错误和终端地址冲突,则不是换光纤类型能够解决的事情。

普通以太网收发器通常是电口与光口之间转换。多口产品可能有交换功能,但名称本身不能确定内部结构。规划前写清两端接口、业务速率、每段纤型及希望增加的功能,再决定用双光口转换器、两台背靠背电光转换器,还是支持相应光模块的交换设备。

单模转多模:接收下来,再按另一种接口发出

常见的有源方案先让一个光接收端按本段的纤型、波长和速率接收信号,转换为内部电信息,再由另一只光发射器按下一段的条件重新发光。两段的光接口各自匹配各自的对端;电气连接或内部处理路径承接信息。不能认为两个连接器能机械连接,就等于两种光接口能够直接兼容。

对于以太网,可使用合适的双光口产品,也可在确认电口互联与速率条件后用两台收发器背靠背组成中间点。内部是否重新编码、整形和恢复时钟,要看设备架构。某些协议透明产品支持的速率窗口及协议范围也有边界,不能看到“双SFP”就默认能传任何信号。

多模光信号经探测器与电信息恢复,再由单模发射器进入另一段光纤的有源转换剖视
图1:仅示单向有源光到光转换;两段接口分别配对,反向路径和具体恢复功能由设备设计确定。

中继不是把距离数字直接相加

中间设备重新接收并发出信号,能够把一条链路分成分别验算的两段。每段仍要满足光功率、接收过载、纤型、色散或带宽等条件。某台标称传输一定距离的设备,与另一台拼接后,不意味着所有环境下都能得到两倍距离,连接点损耗和工程余量也不会因此消失。

中继点还新增了电源、设备、机柜及维护访问的要求。在偏远节点,供电可靠性可能比光纤本身更难解决。应同时核算处理时延、管理可见性及故障恢复,评估直接更换光学配置是否更简单。部署前让每段单独通过测试,之后再做全链路业务测试,避免只验证中间点指示灯。

WDM怎样让不同业务共用光纤

波分复用WDM使用不同波长作为不同光通道。合波器将符合其通道安排的多个光信号送入同一纤芯,远端分波器再把对应波长引导到各自接收端。通道是在光学域分开的,不是把两个普通网口插进一个无源分光器就获得两路以太网连接。

配套发射器的波长必须落在合分波器对应通道内,并核对带宽、温漂及连接条件。合分波器会增加插入损耗,仍须计入预算。多种CWDM、DWDM通道安排不能凭名称混用;两端复用设备、光模块与业务映射表应逐项对应。一个业务需要双向传输时,还要另行明确反向用哪些波长与纤芯。

两种波长经过光学合波器共用单根纤芯,再由分波器送到各自光接收端
图2:仅示单向两通道合分波。波长1、波长2为抽象通道,不是具体产品波长表;反向链路需要独立设计。

单纤BiDi与多业务波分不是一回事

常见单纤BiDi用两种互补波长分别承载两个方向,目的是让同一连接双向通信。多业务WDM则可能用更多通道承载多条连接。两者都利用波长差异,但设备配对、纤芯数量和通道安排并不相同。不能仅因收发器是单纤,就假定能直接插到任意CWDM设备上。

也要区分光通道容量与应用吞吐量。两个波长通道各自的速率不会因为合波自动提高;某些设备如果在电气层先汇聚,再用一个光通道发送,上联容量仍可能成为瓶颈。规划时从每条业务的峰值、持续负载与允许中断出发,而不是只数光口。

一个改造例子怎样逐段验证

假设旧厂区内部保留多模光纤,新楼宇之间铺设单模光纤。先列出旧设备光标准及单模段要求,确认接口转换产品是否覆盖两段业务速率,再测试多模设备到转换点、转换点到新楼宇两个部分。最后让真实业务穿过整条路径,并观察队列、丢包、误码与时延,而不是用一次连通测试代替验收。

飞畅“1光4电 千兆以太网(电源外置)光纤收发器”展示了电口接入与光口上联的产品组合。这类端口结构可以作为选择中间电气连接的参考,但不代表它具备双光口单多模转换、CWDM或任意中继能力。若项目需要这些专用功能,应提交纤型、光标准、速率和拓扑给厂家核对配置,不依据其他型号推断。

故障定位与维护边界

中继链路出问题时,先从最后一次正常的分段记录排查,测每段收光与设备状态。WDM链路某一业务异常而其他通道正常,应核对对应通道波长、跳接和接收范围;所有通道同时异常,优先检查公共光路、合分波器连接及公共供电。一次只替换一个变量,保留通道表,才能避免维修时交换纤芯引入新错误。

清洁端面、维护余量和机柜温度同样重要。不要目视光口,也不要把现场未知光源直接接入量程不适合的仪表。更换设备前备份设置并准备恢复步骤;冗余路径存在时应按维护程序切换,不在运行的工业网络里试接可能形成环路的电口。

资料:Perle双SFP与波长转换说明用于通用有源转换机制核验;飞畅1光4电产品页仅用于端口组合实例。配图为通用机制示意,不能作为具体型号支持功能或现场实测的证据。

现场常见问题

旧多模光缆与新单模光缆之间,只装一个机械转接头能否完成模式转换?

一般不能。需要能接收本段信号并按下一段条件重新发送的兼容有源方案,业务速率与两个方向也要满足。机械连接不改变光源、纤芯及耦合条件,双光口名称本身也不能证明任意协议和模块都可转换。

两段中继各标可传一定距离,是否可以直接把公里数相加作为全链路保证?

不能。每段仍须分别验算纤型、功率上下界、损耗和带宽或色散条件,中间还新增供电、维护点及处理时间。先逐段测试再做完整业务,不能由两个标称距离代替正式线路预算和项目验收。

两路以太网要共用纤芯,能否用普通无源分光器代替WDM合分波器?

不能这样替代。WDM要按波长通道配套发射器、合波与分波器,并计入插入损耗,反向路径也需设计。普通分光并不会给两个任意网口建立独立业务通道;单纤BiDi的双向配对也不自动等于多业务波分。

继续阅读:光模块怎样分类:封装、业务、光纤与收发配对;长距离光模块怎样用:接收过载、衰减配置与链路预算;